JPH05195033A - スロッピング予知方法および装置 - Google Patents

スロッピング予知方法および装置

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JPH05195033A
JPH05195033A JP4026193A JP2619392A JPH05195033A JP H05195033 A JPH05195033 A JP H05195033A JP 4026193 A JP4026193 A JP 4026193A JP 2619392 A JP2619392 A JP 2619392A JP H05195033 A JPH05195033 A JP H05195033A
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JP
Japan
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sound
furnace
lance
slag
specific frequency
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Pending
Application number
JP4026193A
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English (en)
Inventor
Akio Kimura
彰夫 木村
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 精錬炉におけるスラグの泡立ちやその高さの
上昇を的確に把握し、スロッピングを早期に正確に予知
する。 【構成】 精錬炉1内のスラグの泡立ちによる音圧の減
少を、精錬炉1周辺や排ガス煙道部4に設置した集音体
5で測定してスロッピングを予知する方法において、特
定周波数の音を発生する発音体2をランス3に装着し、
発音体2で発生させた特定周波数の音のスラグの泡立ち
に伴う音圧の減衰を測定することにより、スロッピング
を予知する。 【効果】 炉内でのスラグの泡立ち状況を正確に把握し
てスロッピングの発生を早期に予知して防止対策を講じ
ることができ、最適な精錬を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、炉中に酸素等を吹込
む転炉や予備処理炉などの精錬炉におけるスロッピング
を予知する方法ならびにその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】転炉や予備処理炉などの精錬炉において
は、吹錬中や予備処理中に突沸的に炉内の鋼滓および溶
鋼が炉外に噴出するスロッピングが発生する場合があ
る。スロッピングは、吹錬中期の鋼滓量が増加し、脱炭
速度が上昇してくる時期に生じ易い。この現象は歩留低
下の原因となるため、これを予知して早期に対策を講じ
ることが重要である。
【0003】従来、スロッピングを予知する方法として
は、炉内音響の特定周波数における音圧レベルの低下
を、ランス冷却水中を伝播する音響から測定する方法
(特開昭56−87616号公報)、炉から発生する音
波中、一定周波数の音波における音量を捕捉し、該音量
の変化により炉況を把握する方法(特開昭50−641
10号公報)等の炉内で発生する酸素等の噴射音の変化
を検出する方法、炉体および/または炉付帯設備の振動
強度の変化を測定する方法(特開昭53−77816号
公報)、炉内に加速度検出体を装入し、炉内反応によっ
て生成するスラグの運動にのみ基いて加速度検出体に働
く衝撃加速度を積分処理する方法(特開昭55−760
08号公報)、炉出銑孔に炉内圧力測定装置の測定部を
挿入し、該装置より得られた吹錬中の炉内圧力測定値に
基いて吹錬条件の調整を行う(特開昭56−3612号
公報)等により、炉内の滓化度を推定し、スロッピング
の発生予知を行う方法が種々提案されている。スロッピ
ングの発生を予知できれば、酸素吹込み量やランス高さ
を変更することによってスロッピングの発生を防止し、
最適な吹錬を行うことができる。
【0004】上記特開昭56−87616号公報、特開
昭50−64110号公報に開示の炉内で発生する音響
の変化を検出する方法は、吹錬中にランス先端から吹込
まれる酸素の流れがノズルから噴出する際にほぼ100
0Hz付近の音を発生しており、スロッピングの発生と
対応してその音圧が減少することを利用したものであ
る。この音圧の減少は、吹錬の進行によりスラグと溶銑
の界面でのFe還元反応によって生じるCOガスにより
気泡が発生し、スラグ中のFeOが増加することによっ
て粘性が減少し、流動性の増加しているCaO、SiO
2、MnO、FeOからなるスラグを泡立たせ、そのた
め吹込み酸素の噴射音が吸収されるためであると考えら
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前記特開昭56−87
616号公報、特開昭50−64110号公報に開示の
炉内で発生する音響の変化を検出する方法は、スラグの
攪拌によるランスの振動などに比較し、スラグの泡立ち
高さとの対応関係が良好であり、早期にスラグの泡立ち
やその高さの上昇を検出することができる。しかしなが
ら、単に炉内で発生する吹込み酸素等の噴射音の変化を
測定する方法は、ランス先端部のノズルの状態で発生す
る音の周波数や音圧が変動し、また、クレーンや炉周辺
の装置の動作音や副原料などの投入音などに影響され、
スラグの泡立ちによる吹錬音の減衰のみを的確に把握す
ることが困難である。また、特開昭53−77816号
公報、特開昭55−76008号公報に開示の炉体およ
び/または炉付帯設備、あるいはランス等の振動の変化
を測定する方法は、炉周辺の装置の振動に影響され、ス
ラグの泡立ちを正確に把握することが困難である。さら
に特開昭56−3612号公報に開示の炉内圧力の変化
を測定する方法は、炉況の物理的な変化の影響を受け易
いという欠点がある。上記したとおり従来の方法は、す
べて炉内で発生する音、振動や廃ガスなどを受動的に測
定するものであり、炉況の物理的な変化、例えば、内張
煉瓦の溶損による炉内容積の変化、溶銑量やスラグボリ
ュームの変化ならびに炉周辺部の雑音レベルの変動など
の影響を受け易く、予知精度として満足のいくものとは
いい難い。
【0006】この発明の目的は、音の周波数や音圧が一
定で、しかもクレーンや炉周辺の装置の動作音や副原料
などの投入音などに影響されることなく、精錬炉におけ
るスラグの泡立ちやその高さの上昇を的確に把握できる
スロッピング予知方法およびその装置を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた。その結果、通常酸素な
どの吹込みによって生じる1000Hz程度の噴射音よ
りも高い特定周波数の音を発生する発音体をランスに装
着して特定周波数の音を発生させ、これを測音すること
によって、ランス先端部のノズルと液面の状態や外部の
騒音の影響を受けることなく、スラグの泡立ちによる音
圧の減少を測定できることを究明し、この発明に到達し
た。
【0008】すなわちこの発明は、炉中に酸素等を吹込
む精錬炉内のスラグの泡立ちによる音圧の減少を、炉周
辺や排ガス煙道部に設置した集音体で測定してスロッピ
ングを予知する方法において、特定周波数の音を発生す
る発音体をランスに装着し、発音体で発生させた特定周
波数の音のスラグの泡立ちに伴う音圧の減衰を測定する
のである。
【0009】また、炉中に酸素等を吹込む精錬炉周辺や
排ガス煙道部に設置した集音体と、特定周波数の音を発
生する発音体を装着したランスと、前記集音体から入力
される検出音を周波数分析する信号処理装置と、発音体
が発生した特定周波数の音を表示する表示器からなるス
ロッピング予知装置である。
【0010】
【作用】この発明においては、特定周波数の音を発生す
る発音体をランスに装着し、発音体で発生させた特定周
波数、例えば1000Hz以上、望ましくは1000〜
5000Hzの音を集音体で他の雑音と共に集音し、信
号処理装置で周波数分析して取出し、スラグの泡立ちに
伴う音圧の減衰を測定するから、ランス先端部と液面の
状態や外部騒音の影響を受けることなく、スラグの泡立
ちによる音圧の減衰を測定することが可能となり、従来
の吹込み酸素などの噴射音を測定する方法に比較し、精
度よくスロッピングを予知することができる。
【0011】ランスに装着する特定周波数の音を発生さ
せる発音体としては、スピーカーや気体流れを用いた発
音体を挙げることができる。気体流れを用いた発音体と
しては、ランス内側にランス内筒に対して垂直に凹部を
設け、ランス内を通過する酸素などの流れで一定周波数
の音を発生させる。その音の周波数は、凹部の深さを変
えることによって通常の吹錬音よりも高い周波数に設定
することができる。この原理は、凹部内に酸素などの流
れにより定在波が立つためで、定在波の基底周波数はそ
の気体(酸素)の音速Vと凹部の深さLにより、f=V
/4Lで決定される。したがって、酸素の音速はV=3
20m/secであり、設定周波数を2000Hzとす
ると凹部の深さは40mmとなる。また、ランス内側に
スピーカーを設置した場合は、電気信号を与えることで
特定周波数の音を発生させ、その周波数を通常の吹錬音
よりも高い1000Hz以上、望ましくは1000〜5
000Hzに設定する。なお、ランスに装着した発音体
が発生する音の周波数を1000Hz以上、望ましくは
1000〜5000Hzとしたのは、1000Hz以下
では酸素などの吹込みによって生じる1000Hz程度
の噴射音に影響され、また、5000Hzを超えると測
定可能な音量が十分に得られなくなるからである。
【0012】
【実施例】 実施例1 以下にこの発明方法の詳細を実施の一例を示す図面に基
いて説明する。図1はスロッピングを予知する装置の全
体構成図、図2は発音体を装着したランスの要部拡大説
明図で、(a)図は気体流れを用いた発音体を装着した
ランス、(b)図はスピーカーを用いた発音体を装着し
たランスを示す。図1において、1は酸素などを吹込む
精錬炉、2は通常酸素などの吹込みによって生じる10
00Hz程度の噴射音よりも高い特定周波数の音を発生
させる発音体、3は発音体2を装着した酸素などを精錬
炉1に吹込むランスである。4は精錬炉1の煙道部、5
は煙道部4に配設したマイクロホンで、マイクロホン5
の集音信号は、周波数分析を行う信号処理装置6に入力
される。信号処理装置6は、マイクロホン5の集音信号
を周波数分析し、発音体2が発生する特定周波数の音圧
変化を測定し、表示器7に表示するよう構成する。
【0013】上記ランス3に装着する発音体2として
は、図2(a)図に示すとおり、ランス3の内側に内筒
8に対して直角に凹部9を付け、ランス3内を流れる吹
込み酸素10などの流れによって、通常酸素10などの
吹込みによって生じる1000Hz程度の噴射音よりも
高い特定周波数の音を発生するよう凹部9の深さが調整
され、ランス内筒8中を介して酸素などを精錬炉1に吹
込むことによって、特定周波数、例えば2000Hzの
周波数の音を発生させる。また、図2(b)図に示すと
おり、ランス3の内筒8と外筒11との間にスピーカー
12を設置し、通常酸素10などの吹込みによって生じ
る1000Hz程度の噴射音よりも高い特定周波数の音
が発生するよう電気信号を与える。
【0014】上記のとおり構成したから、精錬炉1の吹
錬において、ランス3から酸素10を吹込むと、ランス
3の内筒8に対して直角に設けた凹部9内に酸素10の
流れによって定在波が立ち、酸素10の音速Vと凹部9
の深さLにより、f=V/4Lで決定される周波数の音
が発生する。また、ランス3に設置したスピーカー12
に、通常酸素10などの吹込みによって生じる1000
Hz程度の噴射音よりも高い特定周波数の音が発生する
よう電気信号を与えるから、通常の吹錬音よりも高い特
定周波数の音が発生する。したがって、煙道部4に設け
たマイクロホン5は、通常の吹錬音や発音体2の発する
特定周波数の音ならびに周辺機器などの音を集音し、集
音信号を信号処理装置6に出力する。信号処理装置6
は、マイクロホン5から入力される集音信号を周波数分
析し、発音体2の発する特定周波数の音の音圧変化を測
定し、表示器7に表示する。この表示器7に表示される
発音体2の発する特定周波数の音の音圧変化を観察すれ
ば、ランス3先端部のノズルの状態や外部騒音の影響を
受けることなく、精錬炉1内のスラグの泡立ちによる音
圧の減少を精密に検出することができ、スロッピングの
発生を正確に予知することが可能となる。
【0015】実施例2 図1に示すとおり、従来法として排ガス煙道部4に設置
したマイクロホン5で、ランス3からの吹込み酸素10
の噴射音などを集音し、信号処理装置6で周波数分析
し、吹込み酸素10の噴射音の変動を測定した。その結
果を図3(a)図に示す。また、図2(a)図に示すよ
うに、ランス3の内側に内筒8に対して40mmの凹部
を設け、ランス3内を流れる吹込み酸素10の流れで通
常の吹錬音よりも高い2000Hzの音を発生させ、図
1に示す排ガス煙道部4に設置したマイクロホン5で他
の騒音と共に集音し、信号処理装置6で周波数分析して
2000Hzの音の音圧変化を測定した。その結果を図
3(b)図に示す。さらに、図2(b)図に示すよう
に、ランス3の内筒8と外筒11の間にスピーカー12
を設け、電気信号を与えて通常の吹錬音よりも高い20
00Hzの音を発生させ、図1に示す排ガス煙道部4に
設置したマイクロホン5で他の騒音と共に集音し、信号
処理装置6で周波数分析して2000Hzの音の音圧変
化を測定した。その結果を図3(c)図に示す。
【0016】図3(a)図に示すとおり、ランス3から
の吹込み酸素10の噴射音を測定する従来法の場合は、
吹錬開始時にノズル3から吹出す吹込み酸素により安定
した液面が得られるまで間、Xで示すとおり噴射音が増
大しており、また、スラグの泡立ちによる音圧の減少Y
が明確に表われていない。これに対し、図3(b)図お
よび(c)図に示す本発明法の場合は、吹錬開始時にノ
ズル3から吹出す酸素により安定した液面が得られるま
で間の噴射音の増大の影響がなくなっており、また、ス
ラグの泡立ちによる音圧の減少Yが明確に測定されてい
る。したがって、本発明法によれば、精錬炉炉況の物理
的な変化、例えば煉瓦溶損による炉内容積の変化、溶銑
量やスラグ容量の変化や炉周辺の雑音レベルの変動など
の影響を受けることなく、精錬炉でのスラグの泡立ち状
況を正確に把握することによりスロッピングの発生を早
期に精度よく予知することができ、送酸量やランス高さ
を変更等のスロッピング防止対策を講じることができる
から、スロッピングの発生を防止して最適な吹錬を行え
る。
【0017】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明によれば、
精錬炉でのスラグの泡立ち状況を正確に把握することが
でき、スロッピングの発生を早期に高精度で予知するこ
とができ、スロッピングの発生を防止して吹錬時間の短
縮、成分的中率の向上、環境汚染の防止ならびに精錬炉
周辺の滓処理の省力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スロッピングを予知する装置の全体構成図であ
る。
【図2】発音体を装着したランスの要部拡大説明図で、
(a)図は気体流れを用いた発音体を装着したランス、
(b)図はスピーカーを用いた発音体を装着したランス
を示す。
【図3】実施例2における信号処理装置の出力例を示す
もので、(a)図は従来法のランスからの酸素の噴射音
の測定結果、(b)図はランスの内側に内筒に対して4
0mmの凹部を設け、ランス内を流れる酸素の流れで発
生させた2000Hzの音の測定結果、(c)図はラン
スの内筒と外筒の間にスピーカーを設け、電気信号を与
えて発生させた2000Hzの音の測定結果を示す。
【符号の説明】
1 精錬炉 2 発音体 3 ランス 4 排ガス煙道 5 マイクロホン 6 信号処理装置 7 表示器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 炉中に酸素等を吹込む精錬炉内のスラグ
    の泡立ちによる音圧の減少を、炉周辺や排ガス煙道部に
    設置した集音体で測定してスロッピングを予知する方法
    において、特定周波数の音を発生する発音体をランスに
    装着し、発音体で発生させた特定周波数の音のスラグの
    泡立ちに伴う音圧の減衰を測定することを特徴とするス
    ロッピング予知方法。
  2. 【請求項2】 炉中に酸素等を吹込む精錬炉周辺や排ガ
    ス煙道部に設置した集音体と、特定周波数の音を発生す
    る発音体を装着したランスと、前記集音体から入力され
    る検出音を周波数分析する信号処理装置と、発音体が発
    生した特定周波数の音を表示する表示器からなるスロッ
    ピング予知装置。
JP4026193A 1992-01-16 1992-01-16 スロッピング予知方法および装置 Pending JPH05195033A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114018187A (zh) * 2021-10-29 2022-02-08 衡阳镭目科技有限责任公司 转炉炼钢渣厚检测方法、装置及电子设备

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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